Tài liệu Đề Tài: Thiết kế máy phay vạn năng dựa trên cơ sở máy chuẩn 6p82 pdf

Đồ án tốt nghiệp Đề Tài: Thiết kế máy phay vạn dựa sở máy chuẩn 6p82 LỜI NĨI ĐẦU Máy cắt kim loại chiếm vị trí đặc biệt ngành chế tạo máy để sản xuất chi tiết máy khác, nghĩa chế tạo tư liệu sản xuất (chế tạo máy móc khác để khí hoá tự dộng hoá kinh tế quốc dân) Hiện nước ta tiến hành công cơng nghiệp hố Vì việc khí hố tự động hố q trình sản xuất nội dung đặc biệt quan trọng cách mạng khoa học kỹ thuật sau này, nhằm tăng suất lao động phát triển nhanh kinh tế quốc dân, cơng nghiệp chế tạo máy đóng vai trị then chốt Điều kiện quan trọng để tăng suất lao động tiến kỹ thuật Chính vậy, u cầu phải thiết kế chế tạo máy cắt kim loại vạn năng, chyên dùng tự trang tự chế có suất cao, bảo đảm độ xác, độ ổn định độ tin cậy Nguyên lý làm việc máy đại Kết cấu máy đơn giản tới mức có thể, có tính kinh tế cao phù hợp với điều kiện chế tạo, sử dụng sở sản suất Để thiết kế máy công cụ, trước hết phải xác định tính kỹ thuật hợp lý máy phù hợp với yêu cầu sản xuất Từ phải so sánh phương án để tổng hợp thành máy thiết kế sơ đồ động toàn máy, xác định loại lực tác dụng lên máy điều kiện làm việc khác để tính tốn sức bền chi tiết máy, chọn giải pháp kết cấu cho chi tiết, phận máy hoàn chỉnh trình thiết kế qua vẽ để đưa vào chế tạo Trong máy cắt kim loại máy vạn chiếm vị trí quan trọng có khả cơng nghệ rộng rãi, gia công loại chi tiết với kích thước khác Trong sơ đồ máy phay ngang vạn loại máy dùng phổ biến Khi sử dụng máy gia cơng mặt phẳng, mặt trịn xoay, mặt định hình mà sử dụng đầu phân độ gia công bánh nghiêng, Với đề tài giao thiết kế máy phay vạn dựa sở máy chuẩn 6p82, qua 14 tuần làm việc khẩn trương với tận tình giúp đỡ thầy giáo hướng dẫn thầy cô giáo môn với giúp đỡ bạn bè cố gắng thân, đến em hoàn thành đồ án tốt nghiệp giao Do khả hạn chế thân nên q trình tính tốn thiết kế, em khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong thầy cô bạn đồng nghiệp dẫn, góp ý bổ xung để đồ án tốt nghiệp hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Nguyễn văn vi Nhận xét giáo viên hướng dẫn PHẦN I Tổng quan thiết kế máy công cụ I-công dụng phạm vi sử dụng Cho đến kỷ XVIII người ta có hiểu biết xác phát triển ngành chế tạo.để xây dựng sở khoa học thực nghiêm cho ngành chế tạo may công cụ dụng cụ cơng nghiệp sau xam nhập vào nước tạn.Nó có đóng góp đáng kể cho nhành công nghiệp nặng số ngành công nghiệp khác Máy phay ngang vạn số máy cơng cụ có tính vạn cao.Được sử dụng rơng rãI nhà máy khí để chế tạo cá dụng cụ, thiết bị công nghiệp,khuân dập nhiều sản phẩm khác -Trục nằm ngang trục mang dao chuyển động -Bàn máy mang phơI có ba chuyển động thẳng góc +Chuyển động chạy dao dọc:sang phảI,sang trái +Chuyển động chạy dao đứng: lên,xuống +Chuyển động chạy dao ngang:ra,vào Ngồi bàn máy cịn quay quanh trục thẳng đứng để phay bánh nghêng rãnh xốn Đặc biệt máy phay cịn gia cơng mặt phưc tạp,mặt phẳng định hình,gia cơng rãnh lỗ ren ngồi,bánh có đồ gá thích hợp tiện chi tiết có độ xác cao Những máy vạn thông thường gồm máy sau:6p80,6p81,6p82,6p83, 6m83 Máy phay so với máy bào máy xọc có nhiều ưu điểm cho suất cao,giá thành hạ vừa nâng cao khả công nghệ chất lượng sản phảm II-Trình độ phát triển máy Trong tương lai với phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật.các ngành điện,điện tử ,tin học bùng nổ thông tin khiến cho máy công nghệ cao trở thành cách mạng thời đại điều khiển theo chương trìnhtay máy,người máy.với công nghệ thiêt kế tự động ch o hỗi chọ máy tính điều khiển theo chương trình số III-Tổng quan thiêt kế máy cơng cụ công cụ thiết kế đại 1-phân tích yêu cầu thiết kế Yêu cầu thiết kế bao gồm hai nội dung -Nội dung 1:giới thiệu máy mà thiết kế phả nêu cơng nghệ gia cơng,ứng dụng , phạm vi sử dụng ,tính kỹ thuật, trình độ phát triển máy -Nội dung 2:tổng quan bước thiết kế máy phảI phân tích yêu cầu kỹ thuật mà đề ra.hình thành sơ nội dung càn thiết kế 2-Tổng hợp thiết kế +thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy Trên máy gia cơng phân tích điều chỉnh động học máy.bươc ta phảI phân tích cơng nghệ gia công máy sơ đồ gia cơng.phân tích sơ đồ gia cơng theo hai hướng: -Gá đặt chuyển động.trong có chuyển động cắt gọt tạo hình,phân độ,chuyển động phụ.Trong chuyển động cắt gọt có chuyển động chuyển động chạy dao.Trong chuyển động tạo hình có chuyển động tạo đường sinh chuyển động tạo đường chuẩn -Phân tích liên kết động học để hình thành xích động học ghép xính dẫn đến hình thành nhóm động học,hình thành sơ đồ kết cấu +đặc tính cơng nghệ Phân tích ngun cơng vạt liệu dao,chi tiết đạt độ xác gia cơng,đọ bóng, suất cao bao nhiêu.đây đặ tính quan trọng máy máy thiết kế phảI có tính cơng nghệ cao +đặc tính kichs thước Từ đề ta xác định kích thước máy +đặc tính động học Phan tích động học máy phân tích truyền dẫn truyền dẫn chạy dao Trong truyền đãn ta tính tốn để tìm tốc độ cắt công bội ử, số cấp tốc độ truyền đãn chạy dao.xác định lượng chạy dao phút,lượng chạy dao dọc Sd lượng chạy dao ngang Sng lượng chạy dao đứng Sđ +đặc tính động lực học:tính tốn chế đọ cắt,cơng suất động cơ,công suất căt +thiết kế động học máy Trong phần ta tính tốn hộp tốc độ hộp chạy dao.đây phần quan trọng bươc thiết kế may.trong phần ta phảI phan tích để chon kiểu truyền dẫn, bố trí cấu truyền dẫn,bố trí kích thước hộp,lụă chọn truyền ci cùng,chọn phương án cấu trúc truyền dẫn Ta phân tích để chọn phương án cấu trúc hợp lý tối ưu sau dó vẽ lưới cấu trúc đồ thị vịng quay phân tích để xác định tỉ số truyền sau xác định số truyền +thiết kế động lực học máy để xác định chế độ làm việc máy thiết kế động lực học máy tính chế độ cắt gọt,chế độ bơI trơn làm nguội +tính tốn thiết kế để gia công chi tiết,lượng tính tốn thiết kế cấu điêu khiển hộp tốc độ hộp chạy dao,tính tốn để bảo vệ độ cứng vững cho trục,tính tốn để chọn ổ lăn tính toán để tối ưu hoá kết cấu máy +thiết kế hệ thống bôi trơn làm nguội để giảm tổn thất lượng,giảm ma sát,giảm nhiệt,giảm mài mòn để tăng độ bền chi tiết máy PHẦN II THIẾT KẾ CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC MÁY I-Tạo hình bề mặt phay: Bề mặt hình học chi tiết gia cơng đa dạng hình thành từ bề mặt khác nhau, có giao tuyến với nhau.các bề bao gồm: mặt tròn xoay: mặt trụ, mặt cơn, mặt định hình trịn xoay khác mặt phẳng : mặt kẻ : cam đĩa, mặt bánh trụ Mặt xoắn vít: mắt ren, mặt nghiêng Mặt không gian phức tạp : mặt khuôn dập Để tạo bề mặt người ta coi quỹ tích đường sinh chuyển động tựa đường khác mà gọi đường chuẩn chia nhóm theo tính chất biến đổi hay cố định đường sinh : + bề mặt có đường sinh cố định + bề mặt có hai đường sinh cố định + bề mặt có hai đường sinh thay đổi Để tạo bề mặt ta có nhiều cách tạo hình : Đối với bề mặtcó đường sinh đường parabol, hypebol, đường xoắn ốc, máy phảI có chuyển động quay trịn đều, thẳng khơng Các bề mặt khó thực máy phay Như muốn tạo hình bề mặt ta phảI tạo chuyển động phối hợp chuyển động để tạo đường sinh đường chuẩn Ta có phương pháp tạo hình sau : a-Phương pháp chép hình phương pháp nàyđường sinh cơng nghệ tạo thành cách chép nguyên hình lưỡi cắt thưc dao, trình cắt xảy tồn đường sinh Vì lực cắt lớn áp dụng gia cơng chi tiết có đường sinh ngắn phương pháp có cấu tạo đơn giản , song chế tạo dụng cắt lại phức tạp, thích hợp cho dạng sản xuất loạt lớn , hàng khối b- phương pháp quỹ tích phương pháp đường sinh công nghệ tạo thành quỹ tích chuyển động điểm đầu dao, lưỡi cắt thực có hình dáng độc lập với hình dáng đường sinh cơng nghệ Vì chế tạo đơn giản máy có nhiều Cấu phức tạp phương pháp gia mặt phẳng sử dụng dao phay mặt đầu loạI dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt đạt xuất cao, thực hai chuyển động đơn giản thuận tiện c- phương pháp tiếp xúc Trong phương pháp đường sinh công nghệ tạo thành đường tiếp tuyến vơis vòng tròn phụ tạo điểm nằm lưỡi cắt chuyển động ( chuyển động quay tròn dao ) Còn đường chuẩn chuuyển động tịnh tiến phơi (+, ) 2- phân tích sơ đồ gia cơng a-sơ đồ gia công mặt phảng A đưịng sinh cơng nghệ (1) đuợc tạo thành quỹ tích chuyển động mũi dao (2).mũi dao (2) có hình dạng độc lập với dạng đường sinh công nghệ -phương pháp việc chế tạo dao đơn giản -Để gia công mặt phẳng dao phay phặt đầu trình thực quỹ đạo dao trượt phương tịnh tiến phôI hay chi tiết gia công.chuyển đông quay dao chuyển động tạo đường sinh.chuyển động tịnh tiến phôi chuyển động tạo đường chuẩn Nhận xét:phương pháp dễ gia công mặt phẳng dao phay mặyt đầu,năng suất cao b- sơ đồ phay rãnh Q Phương pháp có lực cắt lớn,lưỡi cắt hạn chế,tuy phương pháp cho suất cao,các chuyển động đơn giản c-phương pháp tiếp xúc(phay mặt phẳng dao phay trụ nghiêng) -đây phương pháp gia công đặc trưng máy phay ngang phương pháp cho phép gia công với suất cao -kết cấu máy đơn giản 3- Các chuyển động cần thiết Để thực trình tạo hình máy vạn nằm ngang, máy cần chuyển động sau a- chuyển động : chuyển động quay trục mang dao, chuyển cắt Trục nhận chuyển động từ động thơng qua hộp tốc độ lầm dao quay tròn chuyển động naỳ rễ tạo đường sinh bề mặt công b- chuyển động chạy dao : chuyển động tạo lên đường chuẩn bề mặt gia cơng chuyển động nhằm trì trình cắt gọt Bao gồm chuyển động : tịnh tiến: Sd , Sđ, Sn, chuyển động thực nhờ động hộp chạy dao, thơng qua hộp chạy dao đến vít me dọc, đứng, ngang c- chuyển động chạy dao nhanh: Để giảm bớt thời gian phụ, nhằm tăng xuất máy người ta bố trí xích chạy dao nhanh từ động cơ, đế trục vít me chạy dao không qua khâu điều chỉnh hộp chạy dao d- Các chuyển động phụ khác chuyển động thực dịch chuyển dao hay phôi với tốc độ lớn mà không tham gia cắt gọt Các chuyển động cần thiết kết thúc lượt gia công, để chuyển sang lần gia công chuyển động phân độ,chuyển động định vị -các nhóm động học,phương pháp nối động nhóm a-nhóm động học:thực chất mối quan hệ động học cá phận chuyển động khâu chấp hành để thực mộJt chưc -nhóm động học đơn giản:chỉ có thành phần chuyển động chấp hành -nhóm động học phức tạp:nhóm có từ chuyển động chấp hành trở lên b-phương pháp nối động nhóm +phương pháp nối song song -để nối song song nhóm động học có khâu chấp hành chung phảI có cấu cộng chuyển động lên khâu chấp hành chung -phương pháp nối song song thường dùng để nối nhóm động học tạo hình với phay lăn để gia công bánh nghiêng -phương pháp nối song song sử dụng động khác cho nhóm động học để nhận lượng chạy dao phút +phương pháp nối nối tiếp -Phương pháp nối nối tiếp thường ding để nối nhóm có khâu chấp hành chung mà thành phần chuyển động thực theo chu kỳ -để nối nối tiếp khâu chấp hành chung phảI ding cấu đảo chiều cấu đóng mở chuyển động theo số vòng quay (cả hai cấu phảI điều khiển thống nhất) +phương pháp nối hỗn họp -phương pháp thường áp dụng cho máy gia cơng theo chu kỳ chó thành phần chuyển động khâu chấp hành chung,vừa tồn nối tiếp vừa tồn song song măt thời gian.dấu hiệu phương pháp nối hỗn hợp sử dụng cấu đảo chiều theo chu ky chinh xác II-thiết kế cấu trúc động học máy Trên máy phay chuyển động cắt dao chuyển động tịnh tiến bàn máy hồn tồn tộc lập Đó ngun nhân ta thiết kế hộp tốc độ hộp chạy dao riêng biệt, với máy phay vặn chất lượng bề mặt gia cơng tiêu chuẩn quan trọng Từ chuyển động phân tích việc phân chuyển động chuyển động chạy dao độc lập đẫ chình bầy cấu trúc động học máy gồm hai phận riêng biệt hộp tốc độ hộp chạy dao hai phận có hai khâu chấp hành riêng là: +- chuyển động quay dao +- chuyển động tịnh tiến bàn máy mang phơi 1-xích tốc độ Nối từ động tới trục chíng mang dao iv M1 nd Đc1- – 2- i x1-3- 4- trục quay Ta có: n đ1 i12 i v1.i34 =n dao(v/f) : Ntc (v/f) ix = Nđc (v/f) icđ 2-xích chạy dao Để thực q trình tạo hình bề mặt phối hợp với chuyển động tạo đường sinh trục mang dao Bàn máy phải thực q trình chuyển động tạo đường chuẩn Sd,Sn,Sđ chuuyển động tịnh tiến.các chuyển động truyền từ động chạy dao đến trục vít me chạy dao, đường truyền thực sau: với chuyển động chạy dao dọc Đc2- i 5-6 -i s- i 7-8 - i 10 - k vmd t vmd =Sn (mm/p) -chuển động chạy dao ngang i đc2- i 5-6- i s -i 7-8 - i 8-11 k vmg t vmg = S ng (mm/p) -chuyển động chạy dao đứng i đc2- i 5-6- i s -i 7-8 - i 8-9 k vmg t vmg = S d (mm/p) k số đầu mối vít me t bước vít me 3-xích chạy dao nhanh Từ động chạy dao không qua i s mà qua cặp bánh đơn đến trục Vít dọc, ngang, đứng Nđ2 i57 i78 đến vít me 4-sơ đồ cấu trúc động học toàn máy M1 iv nd k vm d t vm d kvm d t vm d sd M2 is sd sn 10 k vmn t vmn 11 5- Bố trí khâu điều chỉnh -Xích tốc độ Chuyển động cắt quay trịn theo chiều (phải); u cầu máy thiết kế Có kích thước nhỏ gọn Mặt khác để hạn chế rung động trục Trong q trình cắt ta tách riêng hộp tốc độ hộp chạy dao, khâu điều chỉnh hộp tốc độ dùng đĩa kết cấu đĩa lỗ -Xích chạy dao để thay đổi tốc độ chạy dao ta dùng kết cấu điều khiển đĩa lỗ để điều khiển chuyển động chạy dao độc lập ta dùng ly hợp vấu 6- Điều chỉnh động học máy phương trình điều chỉnh: Nđc1 icđ.i v = Ntrc(v/f)trục qua tròn Suy ra: Ntc (v/f) iv = Nđc (v/f) icđ Nđc2 icđ.i x.t x = S(mm/ph) Bàn máy chuyển động tịnh tiến: S(mm/ph) bàn m áy is = t x.Nđc2 icđ t x: bước vít me chạy dao(mm) Các phương án 4, 5,6,7 không thoả mãn điều kiện số bánh trục dài không làm việc Trong phương án 1,2,3 ta thấy có phương án thoả mãn đièu kiện P 1≥ P2 ≥P3 Và Hợp lý Do ta chọn phương án 2- chọn phương án động học Phương án động học phương án thay đổi ăn khớp truyền để dãy tốc độ cho Quan điểm chọn giảm tăng tốc độ không đột ngột Phương án thay đổi tốc động học tốt phương án có phạm vi điều chỉnh nằm giới hạn cho phép, lượng tỷ số truyền dẫn tới lưới cáu trúc hình rẻ quạt máy với Zn=18 m! = x x =6 phương án Z1=31I x 33IIx 29III Z4= 32IIx 36IIIx21I Z2= 33II x 31 I x29III Z5=36IIIx 31IIx 21I Z3=31I x 36III x 23II Z6= 36IIIx 31I x 23II Phạm vi điều chỉnh nhóm [ Ri ] = imax imin = =8 1/ Xét nhóm khuyếch đại thứ (nhóm III) mayphương án ta có R1 = Rs = imax = ϕ = imin phương án lại: ta cần lựa chọn phương án dựa vào điều kiện chọn phương án tối ưu nêu trên, ta thấy phương án 1có x1 P2 > P3 Phương án không thảo mãn điều kiện này, ta chọn phương án để thiết kế Ri = imax = ϕ12 =16 imin Z= 31I x 33II x 29III Phương án cho ta lưới cấu trúc hình rẻ quạt, lượng mở tia thay đổi từ từ, đặn mặt khác cho ta kích thước hộp nhỏ gọn, bố trí kết cấu hộp chặt chẽ 3- vẽ lưới cấu trúc 4-xây dung đồ thị vòng quay Lưới kết cấu cho ta biết khái quát tỷ số truyền nhóm.Tuy nhiên lưới kết cấu khơng biểu thị tỷ số truyền cụ thể (về mặt trị số ) trục, trị số vòng quay trung gian người ta phải vẽ đồ thị vịng quay, đồ thị vòng quay tỷ số truyền biểu dạng : i= ửE Trong E lượng mở tia qua i > E > – tia xuống i = E = - tia nằm ngang i < E < - tia đI lên vẽ đồ thị vòng quay ta nên vẽ cho điểm n0 trục I nên chọn xấp xỉ số vòng quay động trùng với tần số quay lớn trục đảm bảo trục trung gian quay không nhanh kích thước truyền bé Nên vẽ tia đI lên trước đảm bảo không độ nghiêng cho phép Sau vẽ tia nghiêng đI xuống theo lượng mở Như dùng dược nhiều truyền giảm tốc, hộp làm việc êm không nên vẽ tia gẫy khúc q khơng có u cầu đặc biệt cần tận dụng tia nhóm đối xứng giảm chiều ngang nhóm tồn hộp , mặt khác làm tăng mức độ thống hoá chình thiết kế Với trục ngang mang dao có Zn=18 ta chọn n0=1460 (vg/ph) từ đồ thị vòng quay ta thấy đường thẳng đứng biểu diễn trục đường nằm ngang biểu diễn 18 cấp tốc độ tia lên biểu diễn tăng tốc tia xuống biểu diễn giảm tốc nhóm tỷ số truyền cần chọn tỷ số truyền tuỳ ý cần đảm bảo 1/4≤ i ≤ hay 1/ử6 ≤ i ≤ ử3 (*) Như nhóm III ta có cách chọn i max =ử3 ; imin =ử-6.mới thoả mãn điều kiên (*) cácnhóm I II ta chọn tỷ số truyền i min= 1/ử4 từ vẽ đồ thị vong quay hộp tốc độ Từ đồ thị vòng quay ta xác định tỷ số truyền : * Nhóm I : i1I = ử- =1,26- = 2/5 i2II = ử- =1,26- = 1/3 i3I = ử- =1,26- =7/11 * Nhóm II : i1II = ử- =1,26- =2/5 i2II =ử- =1,26-1 =4/5 i3III = ử2 =1,262 =11/7 Nhóm III: i1III=ử- = 1,26- =1/4 i2III =ử3 =1,263 =2 III-Tính tốn động học bánh với đồ thị vịng quay có Zn=18 = a1 ị a + b1 = i1 I = b1 a I i2 = = ⇒ a + b2 = b2 a-nhóm I : a = ⇒ a3 + b3 = 18 11 b3 Bội số chung nhỏ ai+ bi : k= 18 x 7=126 = x x x7 > 120 Giải k cách bớt thừa số lớn k K= x x =18 I i3 = Zi = a j k E a j + bj Zj = b j k E a j + bj Với E nguyên: Trong nhóm tia tia giảm tốc i ±2,6% sai số lớn ta điều chỉnh cách thay đổi : i3 I i2 I 35 22 × = 1,266 19 32 = Ta có : Sai số 0,51% < 2,6% Như nhóm I ta có tỷ số truyền sau : i1I=16/38; i2I = 19/35; i3i = 22/32 b-Tính số cho nhóm II II i1 i2 II = = a = ⇒ +b1 =7 a b1 a = ⇒ +b2 =9 a b2 ` Suy : k = x = 63 i3 II a 11 13 = = = ⇒ +b3 =21 a b3 E = Z ( a1 + b1 ) 18.( + 5) = =1 a1 + k 2.63 Lấy E = Sz= k E =63 lấy Sz =64 để quy chẵn khoảng cách trục A * Cặp thứ : Z1 II = a1 k E × 63 = = 18 a1 + b1 Z’1II = Sz – Z1II =64-18 =46 * Cặp thứ hai : Z2 II = a k E × 63 = = 28 a + b2 Z’2II = Sz – Z2II =64-28 =36 * cặp thứ ba: Z2 II = a × k × E 1363 = = 39 a + b3 21 lấy Z3II=38 để dùng chung với bánh có 38 truyền: Z3II’=64 – 38 =26 i1 II = 18 ; 46 i2 II = 28 ; 36 II i3 = 38 26 Các tỷ số truyền cần thoả mãn điều kiện : i1II:i2II:i3II = 1:ử3:ử6 Ta kiẻm tra lại truyền xem có đảm bảo điều kiẹn khơng i3 II i2 II = 38 36 × = 1,88 26 28 Sai số 6%>2,6% Giảm sai số cách thay :i2II=27/37 i II i2 II = 37 37 × = 2,003 26 27 Sai số 0,142%2,6% Giảm sai số cách thay : i1II=17/46 i II i1 = II 27 47 × = 2,0175 37 17 Sai số 0,87%